好氧发酵与厌氧发酵的操作方法有何不同?( 二 )


氨基酸合成的需氧程度产生上述差别的原因,是由它们的生物合成途径不同所引起的,不同的代谢途径产生不同数量的NAD(P)H,当然再氧化所需要的溶氧量也不同 。第一类氨基酸是经过乙醛酸循环和磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统两个途径形成的,产生的NADH量最多 。因此NADH氧化再生的需氧量为最多,供氧愈多,合成氨基酸当然亦愈顺利 。第二类的合成途径是产生NADH的乙醛酸循环或消耗NADH的磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统,产生的NADH量不多,因而与供氧量关系不明显 。第三类,如苯丙氨酸的合成,并不经TCA循环,NADH产量很少,过量供氧,反而起到抑制作用 。肌苷发酵也有类似的结果 。由此可知,供氧大小是与产物的生物合成途径有关

在抗生素发酵过程中,菌体的生长阶段和产物合成阶段都有一个临界氧浓度,分别为C临′和C临〞 。两者的关系有:①大致相同;②C临′﹥C临〞③C临′﹤C临〞 。
二、微生物对氧的需求
好氧微生物生长和代谢均需要氧气,因此供氧必须满足微生物在不同阶段的需要,在不同的环境条件下,各种不同的微生物的吸氧量或呼吸强度是不同的 。
微生物的吸氧量常用呼吸强度和摄氧率两种方法来表示,呼吸强度是指单位质量的干菌体在单位时间内所吸取的氧量,以QO2,表示,单位为mmolO2/(g干菌体?h) 。当氧成为限制性条件时,比耗氧速率为:
QO2=(QO2)mCL/(K0+CL)
(QO2)m --------最大比耗氧速度,mol /(kg.s)
K0 --------氧的米氏常数,mol /m3
CL---------- 溶解氧的浓度,mol /m3
摄氧率是指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量,以r表示,单位为mmolO2/(L?h) 。呼吸强度可以表示微生物的相对吸氧量,但是,当培养液中有固体成分存在时,对测定有困难,这时可用摄氧率来表示 。微生物在发酵过程中的摄氧率取决于微生物的呼吸强度和单位体积菌体浓度 。
微生物的比耗氧速率的大小受多种因素影响,当培养基中不存在其他限制性基质时,比耗氧速率随溶氧浓度增加而增加,直至某一点,比耗氧速率不再随溶氧浓度的增加而增加,此时的溶氧浓度称为呼吸临界氧浓度(criticaloxygenco